發酵蔬菜生產加工中的食品安全風險因素分析

明雙喜，張秀真，吳裕健，劉偉，楊穎，張然*

1. 山東省食品藥品檢驗研究院（濟南 250101）；2. 山東省特殊醫學用途配方食品質量控制工程技術研究中心（濟南 250101）；3. 東阿縣職業教育中心學校（聊城 252200）

食品生產中經常利用微生物發酵工藝進行儲存或加工，由此改善食品風味和營養，該工藝成本較低，在我國傳承上千年，世界各地也均有廣泛應用。發酵食品的種類繁多，例如醬油、食醋、豆瓣醬等調味品，豆腐乳、納豆、臭豆腐等豆制品，酸菜、泡菜等發酵蔬菜制品，以及各種發酵酒、發酵乳、發酵肉制品等，已成為人們日常生活中必不可少的食品之一。

我國傳統發酵食品在風味、營養價值、工藝穩定等方面具有優勢，但也存在諸多影響其質量安全的風險因素，需通過綜合分析和有效的風險管理找出其中的食品安全隱患，保證其質量安全水平。針對發酵食品的風險因素進行整體分析，或工藝、發酵微生物、重金屬、生物毒素等具體因素開展的研究較多[1-4]，專門針對酸菜、泡菜等發酵蔬菜制品生產加工的風險因素進行分析的研究相對較少，該文就此進行調研和匯總分析，以期對提升其質量安全水平提供更多思路。

1 發酵蔬菜生產加工中可能的風險因素

危害分析與關鍵控制點（HACCP）體系中，將食品加工步驟中的生物、化學、物理三類危害，從產品、操作、環境、對原輔料、包裝材料的要求等9個方面進行識別，并評估其發生的可能性和嚴重性，據此可對食品生產加工中可能存在的風險因素進行分類歸納，如表1所示。

表1 食品中可能存在的風險因素種類

分析發酵蔬菜生產加工中的可能的風險因素，其產生源頭或環節主要包括2個方面：蔬菜、食品添加劑、發酵菌種等原輔料方面；清洗消毒以及發酵方式、溫度、時間等生產工藝方面。

2 原輔料風險因素分析

對于發酵蔬菜，更可能帶入食品安全風險的原輔料主要包括原料蔬菜、食品添加劑、發酵菌種等。

2.1 原料蔬菜

原料蔬菜可能將種植或儲運過程中農藥殘留、真菌毒素、重金屬、寄生蟲等問題引入發酵蔬菜制品。農藥殘留在果蔬食品的安全問題中首當其沖，農獸藥殘留問題成為政府監督抽檢發現的最主要的不合格問題，并且農殘風險還會因季節變化、地區、品種不同而產生差異。

部分蔬菜制品的原料相對容易霉變，從而生產真菌毒素，例如花生、玉米等更可能存在黃曲霉毒素B1超標問題。受種植環境和肥料、灌溉等影響，蔬菜可能存在重金屬超標問題，且生物富集作用會在一定程度上加大蔬菜中重金屬、農藥殘留的含量[5-6]。

發酵蔬菜制品的亞硝酸鹽問題一直備受關注，亞硝酸鹽超標既與加工過程的微生物作用有關，也與蔬菜種類和種植過程中施用的含氮化肥有關。一般而言，葉類蔬菜比根莖類蔬菜在加工過程中亞硝酸鹽的含量和增長更高[7]。如大量施用含氮化肥，通過蔬菜的生物富集作用也會加大最終產品中的亞硝酸鹽風險。

2.2 食品添加劑

食品添加劑問題歷來是食品安全問題熱點，甚至一度令人聞之色變[8]。發酵蔬菜制品的生產加工過程中，食品添加劑對其食品安全風險程度的貢獻也不容忽視。食品添加劑作為食品加工的重要原料，食品生產企業除了需對食品添加劑本身的質量安全予以把關，還需重點關注可否使用及使用比例的問題。

根據我國規定，發酵蔬菜制品不允許使用山梨酸及其鉀鹽、苯甲酸及其鈉鹽、糖精鈉、甜蜜素等食品添加劑，但部分企業尤其中小企業可能不夠重視此問題。某些蔬菜制品的生產工藝同時涉及腌漬和發酵，其分類存在爭議，即便按照腌漬蔬菜歸口，可以使用上述食品添加劑，還需注意部分食品生產企業容易忽略的問題——食品添加劑的帶入原則。如原輔料涉及醬油、食醋、辣椒醬、豆瓣醬等調味品，應綜合考慮其中食品添加劑的含量與直接投料的食品添加劑的情況，防止最終產品中某類食品添加劑超標。

需注意的是，部分食品添加劑是有益無害的，如抗壞血酸、茶多酚、迷迭香提取物等抗氧化劑[8]，可一定程度上抑制發酵過程中微生物將硝酸鹽還原為亞硝酸鹽。

2.3 發酵菌種

發酵菌種的安全性對于控制發酵食品的安全風險非常重要，相對人工添加菌種的方式，自然發酵的微生物更復雜，姚粟等[9]歸納出我國傳統發酵食品用功能菌種多達30個屬75種菌種。

使用食品工業菌種進行人工發酵，工藝可控性提升，但也有需要考慮的安全問題，如微生物污染、菌種致病性、有毒代謝產物、抗生素、激素等潛在危害，以及是否存在基因重組技術所引發的生物安全問題等。大多數發酵菌種屬于有益菌，且食品工業菌種基本具有較長的安全使用和消費歷史，帶有傳遞抗菌素抗性基因或無適當分類學描述等具有潛在風險的菌株是不能市場化的。

相比人工菌種本身的安全因素，其保存和生產中的投料比例更容易影響發酵蔬菜的質量安全。菌種保存影響菌群活性、構成，而投料比則直接影響發酵過程，劉凱等[10]發現人工菌種添加較少可能加重亞硝酸鹽風險。徐迪[11]、姜建等[12]、郭志華等[13]發現通過增加干酪乳桿菌鼠李糖亞種、植物乳桿菌、短乳桿菌等乳酸菌及枯草芽孢桿菌等菌種，可憑借其降解作用控制亞硝酸鹽風險。

2.4 其他輔料

對于發酵蔬菜來說，食鹽不僅起調味作用，還直接影響微生物活動，適當提升食鹽含量有助于控制亞硝酸鹽風險[10,14]。

通過添加富含抗壞血酸、類黃酮、酚類等還原性物質，如大蒜、生姜、桂皮、丁香和花椒等香辛料，可不同程度地降低甚至消除亞硝酸鹽風險，還能有效阻斷有毒物質N-亞硝胺的生成[15-17]。通過適度添加酒石酸、乳酸、檸檬酸或亞硝酸鹽還原酶等方式[18]也可降低亞硝酸鹽風險。

3 生產工藝風險因素分析

3.1 清洗消毒

清洗消毒是食品生產加工中最簡單、最基礎的環節之一，卻也是非常重要的控制食品安全風險的措施。對原料蔬菜的清洗把控不嚴可能生產泥沙、毛發等物理性風險因素，對設備、工具清洗消毒失控還可能導致污染雜菌、寄生蟲等生物性風險。

通過強化對設備或環境的清潔、消毒，不但可減輕物理性和生物性風險，也可防止交叉污染，以及共用生產線可能導致的微量添加劑、過敏原等問題。

3.2 發酵工藝

發酵方式（自然發酵或使用人工菌種）、發酵溫度、時間等是發酵食品風險因素的主要貢獻源之一，是發酵食品生產者應著重關注的關鍵風險控制點。

3.2.1 發酵方式

以往常見關于酸菜、腌菜等致癌的報道，其主要原因在于長期不當攝入和加工工藝不科學，而現代化的發酵工藝可以很好得控制這些風險因素，并在營養健康方面發揮作用。

自然發酵菌種繁雜，受環境條件的影響更大，存在的食品安全隱患可能更多，如黃曲霉、寄生曲霉等導致的真菌毒素問題。另外，自然發酵過程中雖仍以乳酸發酵為主，同時也伴有輕微的酒精發酵、醋酸發酵等，若失控還可能發生丁酸菌、旋生霉及有害的好氣性酵母、腐敗菌等不良發酵[19]。如酒精發酵中可能產生氨基甲酸乙酯（ethyl carbamate，EC）。EC具有遺傳毒性和致癌性，發酵食品加工過程中其產生主要有兩種途徑，即氰化物或尿素、瓜氨酸等氨甲酰化合物與乙醇反應生成[20-21]。如發酵過程中酵母、曲霉、毛霉、芽孢桿菌等未加以嚴格控制，原料中同時又存在氰化物含量較高的木薯、苦杏仁、核桃仁等，或富含精氨酸、瓜氨酸的蔬菜，可能導致EC問題。

相比自然發酵，人工菌種的酶活力高、適應性強，活菌數也更多，人工接種的方式更容易控制雜菌和其他風險因素。在控制亞硝酸鹽方面，人工接種發酵方式一般優于自然發酵，已有研究確認[10,14,22]，相比自然發酵，接種發酵的產品在整個發酵過程中亞硝酸鹽含量更低，且其含量降低速度更快，甚至可接近于零。

隨著人工發酵的技術日益提升，凍干、微膠囊等越來越多地應用于人工菌種，這不但利于發酵蔬菜得質量安全控制，也能幫助益生菌發揮有益健康的作用[23]。針對發酵菌種，He等[24]提出定向微生物擾動概念，通過添加功能微生物來調整菌群結構，這可將自然發酵與人工發酵的優勢結合，有助于同時提升發酵蔬菜的品質和質量安全狀況。

3.2.2 發酵溫度

從微生物生長規律和所需條件來看，低溫發酵時細菌占絕對優勢，其次為霉菌和酵母菌，高溫時少數耐熱霉菌可能成為菌群主力，此時發酵食品更可能會受到黃曲霉毒素的污染。另外，溫度升高不但導致雜菌大量繁殖、乳酸菌相對減少，還可能導致亞硝酸鹽含量增加[10]。因此，通過科學控制發酵溫度無疑將將有助于降低食品安全風險。

3.2.3 發酵時間

發酵蔬菜在發酵過程的不同階段、不同時間，質量安全指標均有不同，其中涉及食品安全風險的指標應著重考慮亞硝酸鹽含量。發酵蔬菜的亞硝酸鹽含量會在發酵初期快速增高，隨著時間延長又逐漸降低。陳堅等[25]發現西藍花泡菜在第9天亞硝酸鹽含量可降至0.21 mg/kg。遲雪梅等[26]發現不同工藝下包心白菜在發酵23 d時亞硝酸鹽含量降至最低值1.12 μg/g，均遠低于國家標準要求的20 mg/kg。控制發酵時間可較好的控制亞硝酸鹽水平，但生產加工中還應結合實際需要進行把控，防止其品質隨著發酵時間延長而降低[27]。

不同的發酵時間，發酵蔬菜的微生物狀況也存在很大差異，直接影響其生物性風險因素。例如，涪陵榨菜有“三腌三榨”的獨特工藝，不同的腌制階段和腌制時間，其品質指標和菌群狀況均有很大變化。李鳳珠[28]發現，在涪陵榨菜整個腌制過程中細菌數量一直高于真菌數量，表明細菌對于發酵過程是最主要的貢獻者；細菌和真菌數量最低點分別在在二次腌制的初期和末期，直至三次腌制時真菌才有明顯增殖。

3.3 其他

通過減少在空氣中的暴露、嚴控密封程度，也有助于降低雜菌污染繁殖、發生腐敗發臭的機會[1]，控制不良微生物作用產生的有害代謝產物，如腐胺、尸胺、組胺等生物胺。國外曾報道在發酵蔬菜中檢測出較低含量的亞硝胺[29]。楊寧[30]在湖北、四川等四省的腌制蔬菜中也曾檢出9種亞硝胺。

另外，對蔬菜原料進行預熟化處理可能有助于控制其風險因素，相比熟漬蔬菜發酵，生漬蔬菜發酵后亞硝酸鹽含量提升更明顯[26]。

4 結語

我國的發酵蔬菜產業，區域特點明顯，工藝、原料差別也較大，其食品安全風險因素和控制措施涉及諸多環節，相關要求也存在顯著差異，還有必要進行針對性的細致研究。從原料驗收、預處理的把控，發酵微生物和發酵工藝的優化，人工重組、調控菌群等新技術的開發利用，到相關標準化、質量體系的建立實施，甚至相關規范或標準要求的調整，都是提升我國發酵蔬菜質量安全水平的關鍵抓手。相信通過業內外的共同努力，我國發酵蔬菜既能保持傳統工藝的感官品質，也能通過現代科技和管理手段來控制其食品安全風險。